Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

1

.pdf
Скачиваний:
17
Добавлен:
04.06.2015
Размер:
2.78 Mб
Скачать

1. ОСНОВЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

1.2. Этапы развития информационных технологий

собой частотой, то есть числом колебаний в секунду.

Рис. 1.16. Первый радиоприемник А.С. Попова

В1899 г. Попов со своим помощником Рыбкиным построил новый радиоприемник, который принимал телеграфные сигналы на телефонные наушники на расстоянии 45 км.

Почти одновременно с А. С. Поповым итальянец Г. Маркони создал свою радиотелеграфную установку и получил на нее английский патент. Он основал собственную компанию для реализации своего изобретения.

Сэтого времени радиотехника начала бурно развиваться. Наряду с А. С. Поповым и Г. Маркони большой вклад в развитие беспроволочного телеграфа внес немецкий физик и изобретатель Фердинанд Браун (1850 –

1918).

В1874 г. он открыл свойство кристаллов сульфидов металлов проводить электрический ток только в одном направлении, а в 1897 г. изобрел кристаллический детектор – основу простейшего детекторного приемника и предшественника современных транзисторов. В том же 1897 г. он разработал осциллоскоп (трубку Брауна), дающий зрительный образ меняющегося напряжения. На его основе позднее был создан кинескоп.

Вконце XIX в. Ф. Браун начал исследования в области беспроволочной телеграфии – вскоре после первых опытов Г. Маркони, использовавшего искровой электрический аппарат для генерации радиоволн.

В1883 г. Т. А. Эдисон пытался увеличить срок службы осветительной лампы с угольной нитью накаливания. Он ввел в баллон лампы, из которой откачан воздух, металлический электрод. К выводу впаянного электрода и одному из выводов раскаленной электрическим током нити он подсоединил батарею и гальванометр. Стрелка гальванометра отклонялась, когда к электроду подсоединялся плюс батареи, а к нити – минус. При смене же

Информационные технологии. Учебное пособие

43

1. ОСНОВЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

1.2. Этапы развития информационных технологий

полярности ток в цепи прекращался.

Этот эксперимент привел Эдисона к фундаментальному научному открытию, которое стало основой работы всех электронных ламп и всей электроники дополупроводникового периода.

Открытое им явление впоследствии получило название – «термоэлектронная эмиссия».

В1905 г. этот «эффект Эдисона» стал основой британского патента Джона Флеминга на «прибор для преобразования переменного тока в постоянный» – первую электронную лампу-диод, открывшую век электроники.

В1907 г. американский инженер Ли де Форест ввел в лампу третий электрод – управляющую сетку. Эта лампа получила название «аудион», а впоследствии – «триод». Такая лампа могла уже работать в качестве усилителя колебаний, а с 1913 г. на ее основе был создан генератор незатухающих колебаний.

В1913 г. немецкий радиотехник Мейсснер использовал триод для генерирования незатухающих электрических колебаний. Он построил на его основе первый в мире радиотелефонный передатчик и осуществил радиотелефонную связь на расстоянии 36 км между Берлином и его пригородом. Ламповый генератор содержал ламповый триод и колебательный контур, состоящий из катушки индуктивности и конденсатора.

Изобретение лампового генератора дало возможность осуществить надежную и высококачественную радиотелефонную связь – передачу по радио речи и музыки.

Через антенну излучаются только мощные электрические колебания высокой частоты, а колебания звуковой частоты возбуждают такие слабые электромагнитные волны, что их нельзя принять на большом расстоянии. Поэтому для осуществления передачи звука мощные колебания высокой частоты лампового генератора изменяют (или модулируют) с помощью колебаний низкой (звуковой) частоты. При этом на высокочастотные колебания генератора накладываются низкочастотные колебания от микрофона и через антенну передаются в эфир. При этом получаются электрические колебания с переменной амплитудой – модулированные колебания высокой частоты. Это так называемая амплитудная модуляция.

Смодулированным высокочастотным сигналом, принятым радиоприемником, происходит обратный процесс – детектирование, при котором из него снова выделяют сигнал звуковой частоты. Детектирование осуществлялось с помощью вакуумного диода. После усиления этот сигнал звуковой частоты вызывал колебания мембраны телефона или рупора громкоговорителя. Первые электронные лампы и схема радиоприемника «прямого усиления» были несовершенны.

В1933 г. Э. Армстронг получил патенты на новую систему радиосвязи

частотную модуляцию (FM) вместо применявшейся до этого амплитудной

Информационные технологии. Учебное пособие

44

1. ОСНОВЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

1.2. Этапы развития информационных технологий

модуляции (АМ) при передаче речи и музыки. При этом получаются

модулированные высокочастотные электрические колебания с переменной частотой (вместо переменной амплитуды). Частотная модуляция является теперь основной в радиовещании, телевидении и космической связи, обеспечивающей высокое качество передачи и защиту от помех.

Появление в 1930-х гг. передающих (иконоскопов) и приемных (кинескопов) электронно-лучевых приборов обусловило возникновение электронного телевидения.

В 1923 г. Зворыкин подал патентную заявку на иконоскоп – передающую телевизионную трубку, а в 1924 году на кинескоп – приемную телевизионную трубку. Вместе эти два изобретения составили первую полностью электронную телевизионную систему. Он разработал также

цветную телевизионную систему, на которую получил патент

в 1928 г.

К началу XXI в. телевидение наряду с телефоном и радио стало наиболее массовым средством информации.

В результате сформировалась технология приборов вакуумной электроники, появились заводы по производству таких приборов,

положившие начало развитию электронной промышленности. До

1960-х

гг. вакуумная электроника представляла практически всю электронику.

Век полупроводников, микроэлектроники и жидких кристаллов приходит на смену веку вакуумной электроники.

А. Ф. Иоффе сделал ряд классических работ в области физики твердого тела, особенно в области полупроводников, исследовать которые он начал первым в мире. А ведь в начале 1930-х г. они считались бесперспективными. Он организовал лабораторию полупроводников, которая затем превратилась в научно-исследовательский институт и целое направление в науке.

Первым полупроводниковым материалом в электронике стал селен. В 1873 г. американский физик У. Смит открыл эффект изменения сопротивления селенового столбика под действием света. На этой основе был создан первый полупроводниковый прибор – фоторезистор. В 1874 г. немецкий физик К. Ф. Браун открыл одностороннюю проводимость контакта металла – полупроводника. Это привело в 1900 – 1905 гг. к использованию полупроводников в кристаллических детекторах для демодуляции радиотелефонных сигналов.

Одним из первых начал экспериментировать с кристаллическими детекторами-генераторами О. В. Лосев (1903 – 1942). Олег Владимирович Лосев обессмертил свое имя двумя открытиями: он первым в мире показал, что полупроводниковый кристалл может усиливать и генерировать высокочастотные радиосигналы; он открыл электролюминесценцию полупроводников, т. е. испускание ими света при протекании электрического тока. В 1923 г. он получил патент на детекторный приемник – гетеродин (кристадин). Еще при ранних исследованиях детекторов в 1923 г. он заметил, что при пропускании тока некоторые из них испускают свет. Особенно ярко

светились

карборундовые детекторы. В Ленинграде Лосев и

занялся

 

 

 

Информационные технологии. Учебное пособие

45

1. ОСНОВЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

1.2. Этапы развития информационных технологий

изучением и объяснением этой электролюминесценции, в значительной

степени в содружестве и при поддержке Физико-технического института, возглавляемого академиком А. Ф. Иоффе.

Наследник А. Ф. Иоффе по Физико-техническому институту (Физтеху) Ж. И. Алферов в 2000 г. получил Нобелевскую премию за работы в области полупроводниковых гетероструктур и создание современной полупроводниковой оптоэлектроники и полупроводниковой лазерной техники. На их основе работают лазерные проигрыватели и многие другие современные электронные приборы.

Толчком к развитию полупроводниковой электроники явилось изобретение в 1948 г. американцами У. Шокли, У. Браттейном и Дж. Бардиным транзистора – полупроводникового прибора для усиления, генерирования и преобразования электрических колебаний, выполненного на основе монокристаллического полупроводника. Транзистор (от англ. transfer

– переносить и resistor – сопротивление) – трехполюсный полупроводниковый электронный прибор, изменяющий свое сопротивление при приложении напряжения на управляющий электрод, что позволяет управлять мощной цепью при помощи слабого сигнала. Благодаря этому свойству транзистор применяется для усиления, коммутации и преобразования электрических сигналов. Позднее транзисторы заменили вакуумные лампы в большинстве электронных устройств, свершив революцию в создании интегральных схем и компьютеров.

В 1969 г. исследователи из Bell Laboratories – Уиллард Бойл (Willard Boyle) и Джордж Смит (George Smith) сформулировали идею прибора с зарядовой связью (ПЗС) для регистрации изображений. В 1973 г. компания Fairchild начала промышленный выпуск ПЗС-матриц. Они были чернобелыми и имели разрешение всего 100х100 пикселей.

Прибор с зарядовой связью (ПЗС), или Charge Coupled Device (CCD), представляет собой микросхему, состоящую из соединенных между собой полупроводниковых конденсаторов. Каждый из конденсаторов держит определенный заряд. С помощью управляющей электрической схемы эти заряды определенным, синхронизированным во времени образом последовательно, по цепочке сдвигаются с одного конденсатора на другой, соседний. ПЗС-матрица является миниатюрным полупроводниковым прибором, служащим для преобразования оптического изображения в аналоговый электрический сигнал. В результате получается аналоговый электрический сигнал, соответствующий отснятому изображению. Пройдя через аналогово-цифровой конвертор (Analogue-Digital Converter, ADC) информация преобразуется в цифровую форму, после чего ее можно сжимать, сохранять и обрабатывать разными способами.

Чтобы получить полноцветное изображение, возможны два пути. Один из них – при помощи призм и фильтров разбить поступающий через объектив свет на цветовые составляющие, а затем отправить красную, зеленую и синюю составляющие на отдельные матрицы CCD.

Информационные технологии. Учебное пособие

46

1. ОСНОВЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

1.2. Этапы развития информационных технологий

Второй путь – использовать один CCD, но поместить перед ним

мельчайший фильтр с отдельной цветовой ячейкой для каждого пикселя. В результате получается CCD с набором вертикальных красных, зеленых и синих полос. Пиксели группируются в тройки: каждый из них передает свое собственное значение яркости, а цветовая составляющая вычисляется как среднее из трех значений.

Приборы с зарядовой связью стали основой для современной любительской видеосъемки и цифровой фотографии.

Жидкие кристаллы – вещества, способные изменять ориентацию молекул под воздействием электрических полей, – открыл в 1888 г. австрийский ботаник Ф. Рейнитцер. Вместе с немецким кристаллографом Ф. Леманом они описали необычные свойства жидких кристаллов. Это произошло задолго до изобретения кинескопа. Однако, как иногда случается, ученые не обратили особого внимания на необычные свойства этих жидкостей. Впервые советские ученые В. К. Федерикс и В. Н. Цветков в 1930-х г.г. исследовали их необычные электрические и оптические характеристики.

В 1930-м г. исследователи из британской корпорации Marconi получили патент на их промышленное применение. Первый настоящий прорыв совершили ученые Фергесон и Вильямс из корпорации RCA (Radio Corporation of America). Первый из них создал на базе жидких кристаллов термодатчик, используя их избирательный отражательный эффект, а второй изучал воздействие электрического поля на жидкие кристаллы. В 1966 году корпорация RCA продемонстрировала прототип LCD (Liquid Crystal Display)

– цифровые часы. Значительную роль в развитии LCD-технологии сыграла корпорация Sharp. Она и до сих пор находится в числе технологических лидеров. Первый в мире калькулятор был произведен в 1964 г. именно этой корпорацией. В октябре 1975 г. уже по технологии TN LCD были изготовлены первые компактные цифровые часы. Во второй половине 1970-х г.г. начался переход от восьмисегментных жидкокристаллических индикаторов к производству матриц с адресацией каждой точки. Так, в 1976 г. Sharp выпустила черно-белый телевизор с экраном диагональю 5,5 дюйма, выполненным на базе LCD-матрицы, с разрешением 160х120 пикселей.

Работа ЖКД (LCD) основана на явлении поляризации светового потока. Когда были изучены жидкие вещества, длинные молекулы которых чувствительны к электростатическому и электромагнитному полям и способны поляризовать свет, появилась возможность управлять поляризацией. Эти аморфные вещества за их схожесть с кристаллическими веществами по электрооптическим свойствам, а также за способность принимать форму сосуда, назвали жидкими кристаллами. Действие жидкокристаллического LCD-монитора (или любого индикатора, например часов или калькуляторов) основано на использовании вещества, находящегося в жидком состоянии, но при этом обладающего некоторыми

Информационные технологии. Учебное пособие

47

1. ОСНОВЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

1.2. Этапы развития информационных технологий

свойствами кристаллических тел. Молекулы таких жидких кристаллов под

действием электрического поля способны изменять свою ориентацию и свойства проходящего сквозь них светового луча. Пользуясь этим свойством, в жидкокристаллических индикаторах, изменяя электрическое напряжение и ориентацию молекул, создают изображение.

LCD-монитор имеет несколько слоев, содержащих между собой тонкие слои жидких кристаллов. Панель монитора подсвечивается источником света. В зависимости от его расположения панели работают или на отражение, или на прохождение света. В цветных мониторах цвет получается

спомощью трех фильтров.

Вкомпьютерных LCD-мониторах используются так называемые нематические или супернематические жидкие кристаллы. Нематические элементы способны поворачивать плоскость поляризации на угол до 90 градусов, а супернематические – до 270 градусов.

Несомненным преимуществом LCD-мониторов по сравнению с CRTмониторами является почти полное отсутствие вредного излучения, которому подвергается человек, работающий перед экраном электроннолучевой трубки, а недостатком – пока еще весьма высокая цена, которая, однако, довольно быстро снижается по мере увеличения выпуска LCDмониторов.

Стандарты безопасности, которым эти мониторы должны отвечать, – TCO или MPRII, разработаны в Швеции.

К преимуществам экранов TFT относятся отличная фокусировка, отсутствие геометрических искажений и ошибок совмещения цветов. Кроме того, у них никогда не мерцает экран. Экран, который не мерцает, гораздо меньше утомляет глаза.

Несомненным преимуществом жидкокристаллического экрана является

его маленькая толщина экрана, составляющая всего около 20 мм, по сравнению с толщиной ЭЛТ-экрана монитора персонального компьютера или телевизора, составляющей 200 и более мм. Особенно важна малая толщина жидкокристаллического экрана в миниатюрных электронных приборах, таких как сотовый телефон, карманный компьютер и др.

Первое свое применение жидкие кристаллы нашли в дисплеях для калькуляторов и в электронных часах, а затем их стали использовать в мониторах для портативных компьютеров. Прежде всего они были задействованы в ноутбуках, а затем и в настольных персональных компьютерах. А сегодня они нашли массовое применение в дисплеях карманных компьютеров, сотовых телефонов, электронных записных книжек, коммуникаторов, цифровых фото- и видеокамер, дисплеях всей бытовой электроники.

Плазменные панели появились в 1999 г. Они используются только в качестве мониторов телевизоров. Работа плазменного (PDP – Plasma Display

Информационные технологии. Учебное пособие

48

1. ОСНОВЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

1.2. Этапы развития информационных технологий

Panels) монитора похожа на работу неоновой лампы. Он выполнен в виде

плоской стеклянной трубки, заполненной инертным газом под низким давлением. Внутри трубки помещены два электрода. При подаче напряжения между ними зажигается электрический (так называемый тлеющий) разряд и возникает свечение. В плазменных экранах пространство между двумя стеклянными поверхностями заполняется, как и в неоновой лампе, инертным газом аргоном или неоном. На стеклянную поверхность помещают маленькие прозрачные электроды, на которые подается высокочастотное напряжение: образуется целое поле миниатюрных точечных неоновых лампочек. Под действием напряжения в газовой области, прилегающей к электроду, возникает электрический разряд. Плазма этого разряда излучает свет в ультрафиолетовом диапазоне спектра, а он, в свою очередь, вызывает свечение частиц люминофора в видимой человеком части спектра. То есть каждый пиксель на экране работает подобно лампе дневного света.

Преимуществами плазменных экранов являются высокая яркость, контрастность и очень большой угол обзора – до 180 градусов. У них отсутствует дрожание картинки, так как она выводится не по строчкам, а прямо в цифровом виде. Размер плазменных экранов достигает 100 см при толщине всего 8,5 – 9 см. Плазменные экраны (телевизоры) так же, как и жидкокристаллические, являются полностью цифровыми приборами.

Линии связи. Линии (каналы) связи обеспечивают передачу и распространение сигналов от передатчика к приемнику. По физической природе передаваемых сигналов различают электрические (проводные и радио), акустические и оптические каналы связи.

Древнейшими каналами связи являются акустические и оптические. Для передачи информации использовался звук барабанов и колоколов.

Человеческая речь также передается по акустическому каналу связи, ограниченному пределом слышимости. Принцип передачи информации голосом на большие расстояния использовался еще до новой эры.

Сигнальные костры – это древнейший оптический канал связи.

В наше время наибольшее распространение получили электрические каналы связи. Это совокупность технических устройств, обеспечивающих передачу сообщений любого вида от отправителя к получателю. Она осуществляется с помощью электрических сигналов, распространяющихся по проводам, или радиосигналов. Различают каналы электросвязи: телефонные, телеграфные, факсимильные, телевизионные, проводного и радиовещания, телемеханические, передачи данных и т. д. Составной частью каналов связи являются линии связи – проводные и беспроводные (радиосвязь). В свою очередь проводная связь может осуществляться по электрическому кабелю и по оптоволоконной линии. А радиосвязь осуществляется по ДВ-, СВ-, КВ- и УКВ-диапазонам без применения ретрансляторов, по спутниковым каналам с применением космических ретрансляторов, по радиорелейным линиям с

Информационные технологии. Учебное пособие

49

1. ОСНОВЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

1.2. Этапы развития информационных технологий

применением наземных ретрансляторов и по сотовой связи с использованием сети наземных базовых радиостанций.

Проводные линии электросвязи делятся на кабельные, воздушные и оптоволоконные.

Линии электросвязи возникли одновременно с появлением электрического телеграфа. Первые линии связи были кабельными. Они прокладывались под землей. Однако вследствие несовершенства конструкции подземные кабельные линии связи вскоре уступили место воздушным. Первая воздушная линия большой протяженности в России была построена в 1854 г. между Санкт-Петербургом и Варшавой. В начале 70-х г. прошлого столетия заработала воздушная телеграфная линия от СанктПетербурга до Владивостока длиной около 10 тыс. км. В 1939 г. была пущена в эксплуатацию величайшая в мире по протяженности высокочастотная телефонная магистраль Москва-Хабаровск длиной 8300 км. Обычный городской телефонный кабель состоит из пучка тонких медных или алюминиевых проводов, изолированных друг от друга и заключенных в общую оболочку. Кабели состоят из разного числа пар проводов, каждая из которых используется для передачи телефонных сигналов.

В1851 г. одновременно с постройкой железной дороги между Москвой

иСанкт-Петербургом был проложен телеграфный кабель, изолированный резиной. Первые подводные кабели были проложены в 1852 г. через Северную Двину и в 1879 г. через Каспийское море между Баку и Красноводском. В 1866 г. вступила в строй подводная кабельная трансатлантическая магистраль телеграфной связи между Францией и США.

В1882-1884 гг. в Москве, Санкт-Петербурге, Риге, Одессе были построены первые в России городские телефонные сети. В 90-х г.г. прошлого столетия на городских телефонных сетях Москвы и Петрограда были подвешены первые кабели, насчитывающие до 54 жил. В 1901 г. началась постройка подземной городской телефонной сети.

Первые конструкции кабелей связи, относящиеся к началу XX в., позволили осуществлять телефонную передачу на небольшие расстояния. Это были так называемые городские телефонные кабели с воздушнобумажной изоляцией жил и парной скруткой. В 1900-1902 гг. дальность передачи телеграфной и телефонной связи была увеличена в несколько раз.

Важным этапом в развитии техники связи явилось изобретение, а начиная с 1912 – 1913 гг. – освоение производства электронных ламп.

В1917 г. В. И. Коваленковым был разработан и испытан на линии телефонный усилитель на электронных лампах. В 1923 г. была осуществлена телефонная связь с усилителями на линии Харьков-Москва-Петроград.

В1930-х г.г. началось развитие многоканальных систем передачи. Стремление расширить спектр передаваемых частот и увеличить пропускную способность линий привело к созданию новых типов кабелей, так называемых коаксиальных. Они используются для передачи телевизионных сигналов высокой частоты, а также для междугородной и международной

Информационные технологии. Учебное пособие

50

1. ОСНОВЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

1.2. Этапы развития информационных технологий

телефонной связи. Одним проводом в коаксиальном кабеле служит медная или алюминиевая трубка (или оплетка), а другим – вложенная в нее центральная медная жила. Они изолированы друг от друга и имеют одну общую ось. Такой кабель имеет малые потери, почти не излучает электромагнитных волн и поэтому не создает помех. Изобретателем коаксиального кабеля является сотрудник всемирно известной фирмы Bell Telephone Laboratories Cергей Aлександрович Щелкунов – эмигрант из Советской России. Первый в мире коаксиальный кабель был проложен в 1936 г. на экспериментальной линии Нью-Йорк-Филадельфия. По кабелю одновременно передавались 224 телефонных разговора.

Эти кабели допускают передачу энергии при частоте токов до нескольких миллионов герц и позволяют производить по ним передачу телевизионных программ на большие расстояния. По первым трансатлантическим подводным кабелям, проложенным в 1856 г., организовывали лишь телеграфную связь, и только через 100 лет, в 1956 г., была сооружена подводная коаксиальная магистраль между Европой и Америкой для многоканальной телефонной связи.

Факсимильная (или фототелеграфная) связь – это электрический способ передачи графической информации – неподвижного изображения текста или таблиц, чертежей, схем, графиков, фотографий и т. п. Осуществляется при помощи факсимильных аппаратов: телефаксов и каналов электросвязи (главным образом телефонных).

Первый телефакс был запатентован в 1843 г. шотландским изобретателем Александром Бэйном. Его «записывающий телеграф» работал на телеграфных линиях и был способен передавать только черно-белые изображения, без полутонов.

Джованни Касселли в 1855 г. изобрел аппарат пантелеграф (Pantelegraph), который обеспечивал передачу документов по линии, соединяющей Париж с Лионом. Позднее к ним присоединились и многие другие города. К 30-м гг. XX в. системы на основных принципах Александра Бэйна и Джованни Касселли уже широко использовались в офисах издательств (для передачи свежих выпусков газет), государственных служб (для передачи срочных документов), служб защиты правопорядка (для передачи фотографий и других графических материалов). Для передачи документов применялись аналоговые технологии, которые не могли обеспечить высокого качества графических изображений. И только внедрение цифровых технологий в начале 80-х годов XX в. позволило обеспечить высокое качество не только текстовых материалов, но и графических изображений при передаче по телефонным каналам связи.

В качестве проводных линий связи используются в основном телефонные линии и телевизионные кабели. Наиболее развитой является телефонная проводная связь. Но ей присущи серьезные недостатки:

Информационные технологии. Учебное пособие

51

1. ОСНОВЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

1.2. Этапы развития информационных технологий

подверженность помехам, затухание сигналов при передаче их на значительные расстояния и низкая пропускная способность. Всех этих недостатков лишены оптоволоконные линии – вид связи, при котором информация передается по оптическим диэлектрическим волноводам (оптическому волокну).

Оптическое волокно считается самой совершенной средой для передачи больших потоков информации на большие расстояния. Оно изготовлено из кварца, основу которого составляет двуокись кремния – широко распространенного и недорогого материала, в отличие от меди. Оптическое волокно очень компактное и легкое, оно имеет диаметр всего около 100 мкм.

История развития оптоволоконных линий связи началась в 1965-1967 гг., когда появились опытные волноводные линии связи для передачи информации. С 1970 г. активно проводились работы по созданию световодов и оптических кабелей, использующих видимое и инфракрасное излучения оптического диапазона волн. Создание волоконного световода и полупроводникового лазера сыграло решающую роль в быстром развитии оптоволоконной связи. К началу 1980-х г.г. такие системы связи были разработаны и испытаны. Основными сферами применения таких систем стали телефонная сеть, кабельное телевидение, вычислительная техника, система контроля и управления технологическими процессами и т. д.

Первое поколение передатчиков сигналов по оптическому волокну было внедрено в 1975 г. В начале XXI в . внедряется уже 4-е поколение этой аппаратуры. В настоящее время быстрыми темпами развиваются системы дальней оптической связи на расстояния в многие тысячи километров. Успешно эксплуатируются трансатлантические линии связи США-Eвропа, Тихоокеанская линия США-Гавайские острова-Япония. Ведутся работы по завершению строительства глобального оптоволоконного кольца связи Япония-Сингапур-Индия-Саудовская Аравия-Египет-Италия.

В России компания «ТрансТелеКом» создала оптоволоконную сеть связи протяженностью более 50000 км (рис. 1.17). Она проложена вдоль железных дорог страны, имеет более 900 узлов доступа в 71 из 89 регионов России и дублирована спутниковыми каналами связи. В результате к концу 2001 г. вступила в строй единая магистральная цифровая сеть связи. Она обеспечивает услуги междугородней и международной телефонной связи, Интернет, видеоконференции, видео, кабельное телевидение в 71 из 89 регионов России, где проживает 85 – 90% населения. Диапазон ее услуг: от простейшего речевого обмена и электронной почты до комбинированных (видео + голос + данные).

Оптоволоконные линии отличают от традиционных проводных линий:

очень высокая скорость передачи информации (на расстояние более 100 км без ретрансляторов);

защищенность передаваемой информации от несанкционированного доступа;

Информационные технологии. Учебное пособие

52

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]